Une onde gravitationnelle de choc libère des informations lors de la mort d'un trou noir

L’un des plus grands mystères des trous noirs est le paradoxe de l’information qui surgiten raison de la controverse

Des chercheurs de l’Université du Nouveau-Brunswick au Canada ont montré que le paradoxe peut être résolu en tenant compte des effets de la gravitation quantique.Les astrophysiciens pensent que lorsqu’un trou noir meurt, l’information qu’il a absorbée au cours de sa vie est libérée sous la forme d’une onde de choc gravitationnelle.

Selon la théorie générale classiquerelativité, toute la matière à partir de laquelle un trou noir s'est formé finit en son centre (au point de singularité) et y reste pour toujours. Stephen Hawking, en revanche, a montré dans l'une de ses œuvres majeures que les trous noirs émettent de l'énergie et disparaissent lentement.

Cependant, comme le notent les auteurs de l'étude,Les travaux suggèrent que le rayonnement émis par les trous noirs ne contient pas toutes les informations sur la matière qui a participé à sa formation. Il s'avère qu'une partie de l'information est irrémédiablement perdue, ce qui contredit les principes de la mécanique quantique.

« Nous avons étudié le problème à l'aide d'un simple dépoussiéreurmatière qui n'exerce pas de pression car c'est le type de matière le plus simple. Son mouvement est décrit par une équation contrôlée qui peut être résolue sur un ordinateur portable, a déclaré Vikar Hussein, co-auteur de l'étude, dans une interview avec Phys.org. "Cette équation est une version modifiée des équations classiques d'Einstein qui inclut la discrétion fondamentale de l'espace au niveau microscopique."

Les chercheurs ont suivi l'évolution du cloudeffondrement des particules de poussière jusqu'à ce qu'il forme un trou noir. La méthode numérique de Godunov a permis aux scientifiques d'étudier le mouvement de la matière vers un point même à l'intérieur de la région d'un trou noir, là où dans la solution classique il y aurait une singularité.

Équation corrigée de la gravité quantique,dérivée par Hussein et ses collègues résout le problème de la singularité de manière plus dynamique que les modèles classiques. En particulier, on suppose que la matière tombe au centre d'un trou noir, atteint une densité élevée mais finie, puis rebondit en formant une onde de choc.

Les effets de la gravité quantique sont importants pour le chocvagues et lui permettre de se déplacer vers l'extérieur à l'intérieur du trou noir, ce qui est impossible avec les équations classiques. Dans le même temps, la courbure de l'espace-temps devient grande, mais ne diverge jamais (comme cela se produit dans la théorie classique).

Auteurs de l'étude

En utilisant la méthode Godunov, les chercheursont également pu calculer la durée de vie d'un trou noir de sa formation à sa disparition, lorsqu'une onde de choc émerge de l'horizon des événements et qu'il commence à disparaître. La durée de vie d'un trou noir calculée dans l'article est beaucoup plus courte que le temps d'évaporation prédit par Hawking.

Ceci, comme le notent les chercheurs, suggère que leur modèle peut aider à résoudre le problème de la perte d'informations, mais des recherches supplémentaires seront nécessaires pour le confirmer.

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